耐磨耗高强度无镀层的铝基线材及其制备方法技术

本发明专利技术有关于一种耐磨耗高强度无镀层的铝基线材及其制备方法。该制备方法包括：首先准备Zn-8Cr合金，通过真空高周波熔解方法形成含锌母合金，含锌母合金包括有CrZn13与CrZn17；研磨含锌母合金，并加入铝汤中，以形成铝锌铬合金，铝锌铬合金包括有铝基地组织、富锌相、Al7Cr/AlCr2相，以及CrZn13/CrZn17相；将镀铟层形成于铝锌铬合金表面；将镀金层形成在镀铟层表面；进行真空热处理，使镀铟层与镀金层完全扩散至铝锌铬合金中，铝锌铬合金的表面无残留镀层；本发明专利技术由上述方法有效制备一具耐磨耗、高导电率、高拉伸强度，以及高抗氧化特性的铝基线材。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关于一种耐磨耗高强度无镀层的铝基线材及其制备方法，尤其是指一种适用于半导体芯片封装或发光二极管封装的铝基线材及其制备方法，主要是通过在铝中添加锌与铬的金属形成铝锌铬合金，并导入表面铟金扩散反应而有效达到耐磨耗、导电率、拉伸强度，以及抗氧化特性的提升。
技术介绍
焊线接合技术自1960年开始，已成为电子封装中讯号链接与传递的主要方法，而作为讯号传递桥梁的微小细金属线，早期是以铝线为主，再利用温度、压力、时间与超音波振动的参数配合，让铝线接合在基板表面上；焊线接合是目前最普遍应用于芯片与封装两者互相联系的技术，在各式不同的焊线过程中，超音波接合有快速压焊处理、高生产力，以及优良导电、热传导焊抗腐蚀等性能；铝细线在超音波焊接过程中为较常使用的线材，然而，由于铝线质地较柔软经常与1wt.％的硅或1wt.％的镁合成低合金铝线，以提供一种材质强化的材料，增加物质的抗拉强度与硬度，并有效改进铝线的耐腐蚀性。此外，在过往的研究中，例如公开号为200742017的中国台湾专利申请“用于细铝线的铝凸块接合”，公开了一种封装半导体装置，在该封装半导体装置中，使用一铝凸块接合将接合线接合于引线；该半导体装置安装于一带有镀镍引线的引线架上；为了在细铝线与该引线之间形成该凸块接合，将一铝凸块接合于该镀镍上并将该线接合于该凸块上，该凸块掺杂镍的铝凸块并且是由一大直径的线形成；上述内容主要是将铝线先接合于铝凸块上，再将铝凸块接合于镀镍的引线架(leadframe)上，以改善组件的可靠度；然而，依旧没有改善以铝线为主的接合线在半导体芯片封装或发光二极管封装的实际实施使用时所产生的缺失，这是由于铝具有易氧化，且成球性差的特性，无法有效达到高硬度和高强度的需求，在封装产业对可靠度的要求越来越高的同时，使用不易氧化的贵金属逐渐成为趋势；然而，铝线的优势是在于成本低廉，因此，如何有效增加铝线耐磨耗特性，进而提高铝线的电导率、抗拉强度，以及抗氧化性，达到半导体芯片或发光二极管的可靠度的提升，仍是半导体芯片与发光二极管封装工艺的开发人员与研究人员需持续努力克服与解决的课题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的主要目的为提供一种耐磨耗高强度无镀层的铝基线材及其制备方法，尤其是指一种适用于半导体芯片封装或发光二极管封装的铝基线材及其制备方法，主要是通过在铝中添加锌与铬的金属形成铝锌铬合金，并导入表面铟金扩散反应而有效达到耐磨耗、导电率、拉伸强度，以及抗氧化特性的提升。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种耐磨耗高强度无镀层的铝基线材制备方法，其制备步骤是首先准备一Zn-8Cr合金，通过真空高周波熔解方法形成一含锌母合金，其中，含锌母合金包括有CrZn13与CrZn17；接着，研磨含锌母合金，并加入一铝汤中，以形成一铝锌铬合金，其中，铝锌铬合金包括有铝基地组织、富锌相(rich-Zn)、Al7Cr/AlCr2相，以及CrZn13/CrZn17相；然后，将一镀铟层形成于铝锌铬合金的表面；之后，将一镀金层形成于镀铟层的表面；最后，进行真空热处理，使镀铟层与镀金层完全扩散至铝锌铬合金中，铝锌铬合金的表面无残留镀层，制得耐磨耗高强度无镀层的铝基线材。在本专利技术的耐磨耗高强度无镀层的铝基线材制备方法中，优选地，镀铟层的厚度为100nm-110nm。在本专利技术的耐磨耗高强度无镀层的铝基线材制备方法中，优选地，镀金层的厚度为15nm-50nm。在本专利技术的耐磨耗高强度无镀层的铝基线材制备方法中，优选地，镀铟层与镀金层分别以溅镀、蒸镀或沉积(电镀或化学镀)等其中的一种方式形成。本专利技术的耐磨耗高强度无镀层的铝基线材制备方法中，优选地，真空热处理的温度为300℃-450℃，处理时间为50分钟-70分钟。本专利技术的耐磨耗高强度无镀层的铝基线材制备方法中，优选地，真空热处理的温度为420℃，处理时间为60分钟。此外，本专利技术还提供了由上述制备方法制得的耐磨耗高强度无镀层的铝基线材，其中，在铝基线材内所含的Al7Cr/AlCr2相具有耐磨耗的优点，且富锌相(rich-Zn)具有提高铝线的导电性与抗拉强度的优势，而CrZn13/CrZn17相具有抗氧化的特点。本专利技术的耐磨耗高强度无镀层的铝基线材及其制备方法是由在铝中添加锌与铬的金属以形成铝锌铬合金，并导入表面铟金扩散反应而有效达到耐磨耗、导电率、拉伸强度，以及抗氧化特性的提升，解决传统在半导体芯片封装或发光二极管封装工艺上，铝线材因环境氧化、氯离子腐蚀或打线受瓷嘴磨耗而断线等缺陷所产生的可靠度降低的问题；此外，本专利技术的耐磨耗高强度无镀层的铝基线材及其制备方法是通过铝基线材内所含的Al7Cr/AlCr2相所具备的耐磨耗优点、富锌相所具有的高导电性与高抗拉强度的优势，以及CrZn13/CrZn17相所具备的抗氧化等特点，有效达到耐磨耗高强度且表面无镀层的铝基线材。附图说明图1为本专利技术耐磨耗高强度无镀层的铝基线材制备方法的流程图；图2为本专利技术耐磨耗高强度无镀层的铝基线材未经真空热处理的显微镜电子图像；图3为本专利技术耐磨耗高强度无镀层的铝基线材其一较佳实施例的真空热处理后的显微镜电子图像。主要附图符号说明S1步骤一S2步骤二S3步骤三S4步骤四S5步骤五具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本专利技术的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本专利技术的可实施范围的限定。首先，以本专利技术的制备方法所制成的耐磨耗高强度无镀层的铝基线材可例如适用于印刷电路板的电路、IC封装、ITO基板、IC芯片卡等电子工业零件的端子或电路表面，或是需在恶劣环境下(例如氯离子、硫化腐蚀)的封装工艺；如图1所示，为本专利技术耐磨耗高强度无镀层的铝基线材制备方法的步骤流程图，包括以下步骤：步骤一(S1)：准备一Zn-8Cr合金，通过真空高周波熔解方法形成一含锌母合金，其中，含锌母合金包括有CrZn13与CrZn17；步骤二(S2)：研磨含锌母合金，并加入一铝汤中，以形成一铝锌铬合金，其中，铝锌铬合金包括有铝基地组织、富锌相(rich-Zn)、Al7Cr/AlCr2相，以及CrZn13/CrZn17相；步骤三(S3)：将一镀铟层形成于铝锌铬合金的表面；在本专利技术其一较佳实施例中，镀铟层的厚度为100nm-110nm；步骤四(S4)：将一镀金层形成于镀铟层的表面；在本专利技术其一较佳实施例中，镀金层的厚度为15nm-50nm；以及步骤五(S5)：进行真空热处理，使镀铟层与镀金层完全扩散至铝锌铬合金中，铝锌铬合金的表面无残留镀层，其中，真空热处理的温度为300℃-450℃，且处理时间为50分钟-70分钟，较佳真空热处理的温度为420℃，时间为60分钟，以使镀铟层与镀金层完全扩散至铝锌铬合金中，形成一耐磨耗、高导电率与拉伸强度，以及抗氧化的无镀层铝基线材。此外，以本专利技术的制备方法可制备耐磨耗高强度无镀层的铝基线材，其中，在铝基线材内所含的Al7Cr/AlCr2相具有耐磨耗的优点，且富锌相具备有提高铝线的导电性与抗拉强度的优势，而CrZn13/CrZn17相具有抗氧化的特点。首先，本专利技术的耐磨耗高强度无镀层的铝基线材由上述的制备方法制备，即准备一Zn-8Cr合金，通过真空高周波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐磨耗高强度无镀层的铝基线材制备方法，该制备方法包括有以下步骤：步骤一：准备一Zn‑8Cr合金，通过真空高周波熔解方法形成一含锌母合金，其中，该含锌母合金包括CrZn13与CrZn17；步骤二：研磨所述含锌母合金，并加入一铝汤中，形成一铝锌铬合金，其中，该铝锌铬合金包括铝基地组织、富锌相、Al7Cr/AlCr2相，以及CrZn13/CrZn17相；步骤三：将一镀铟层形成于所述铝锌铬合金的表面；步骤四：将一镀金层形成于所述镀铟层的表面；以及步骤五：进行真空热处理，使所述镀铟层与所述镀金层完全扩散至所述铝锌铬合金中，所述铝锌铬合金的表面无残留镀层，制得所述耐磨耗高强度无镀层的铝基线材。

【技术特征摘要】
1.一种耐磨耗高强度无镀层的铝基线材制备方法，该制备方法包括有以下步骤：步骤一：准备一Zn-8Cr合金，通过真空高周波熔解方法形成一含锌母合金，其中，该含锌母合金包括CrZn13与CrZn17；步骤二：研磨所述含锌母合金，并加入一铝汤中，形成一铝锌铬合金，其中，该铝锌铬合金包括铝基地组织、富锌相、Al7Cr/AlCr2相，以及CrZn13/CrZn17相；步骤三：将一镀铟层形成于所述铝锌铬合金的表面；步骤四：将一镀金层形成于所述镀铟层的表面；以及步骤五：进行真空热处理，使所述镀铟层与所述镀金层完全扩散至所述铝锌铬合金中，所述铝锌铬合金的表面无残留镀层，制得所述耐磨耗高强度无镀层的铝基线材。2.根据权利要求1所述的耐磨耗高强度无镀层的铝基...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕传盛，洪飞义，
申请(专利权)人：吕传盛，洪飞义，汕头市骏码凯撒有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71